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由表1水质情况结果可知,该厂脱硫废水具有高硬度、高含盐等特性,水质较为恶劣,尤其镁离子已达20000mg/L左右,硫酸根大于50000 mg/L,因此,其零排放处理难度较大,优化经济成本具有一定挑战性。
3.2 设计思路
自项目开展后,笔者所在零排放团队陆续进入实验室小试阶段,分别围绕预处理系统、膜浓缩系统、烟气蒸发系统等三方面进行。
3.2.1 预处理系统
因水质中高钙高镁成分,决定采用两级软化、分步过滤,保证后续减量和蒸发系统稳定可靠运行。软化药剂分别选用石灰乳、液碱、纯碱,先后对加药量、药品配比、污泥沉降比以及配药方式、药剂浓度等进行实验记录,最终选择在一级软化中使用一定比例的石灰乳溶液和液碱组合药品,二级软化中投加一定浓度纯碱,并根据各级软化出水最佳水质边界参数,保证软化效果和经济成本,同时满足后续系统水质要求。
3.2.2 过滤浓缩系统
该系统可选择的工艺组合较多,因此实验室小试阶段试用了多种工艺,经比选最终确定选用管式微滤取代传统澄清超滤方式,即二级软化后出水进入管式微滤,再进海水淡化反渗透膜进行浓缩减量。如此工艺链更简洁,节省初期投资和占地,运行费用也将更经济。
3.2.3 烟气蒸发系统
该系统在搭建的实验室小型烟气蒸发器中进行,通过计算机数值模拟确定温度、水量、流速、压力等各参数,根据小试结果,对喷嘴选型、布置、气液比、雾化粒径、蒸发器尺寸以及其他关键参数进行逐一确定,保证各工况下无结垢、无堵塞、无挂壁等现象,达到稳定运行的同时对上下游其他系统和设备无不良影响。
根据小试实验系统优化结论,最终现场中试方案明确流程如下:
图1 中试方案流程图
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